CN106083258B - 一种功能性猪粪改性剂及利用改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功能性猪粪改性剂及利用改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，改性剂的原料组分如下，均为重量份：蚯蚓粪60～80份，氢氧化钙5～30份，磷酸二氢钾10～15份。将改性剂加入到向猪粪中，然后加入除臭剂，搅拌均匀，经固液分离后制得改性猪粪，然后与棉籽壳、豆饼粉、石灰粉、石膏粉、轻质碳酸钙、过磷酸钙和尿素混合均匀后，加水堆制发酵，发酵完成即得蘑菇栽培料。本发明由蚯蚓粪、磷酸二氢钾及氢氧化钙组成的改性剂，该改性剂是在维持体系酸碱平衡的基础上，借助蚯蚓粪较强的吸附特性，有效洗脱掉猪粪的黏性物质且有利于抗生素及重金属等物质的洗脱，同时有利于原料的干化和使用；由此配制的蘑菇栽培基料，具有显著的增产效益，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及改性剂及栽培料，具体是涉及一种功能性猪粪改性剂及利用功能性改性剂处理规模化养猪场粪便制取蘑菇栽培基料的方法，属于畜禽粪便资源化利用技术领域。
背景技术
随着畜禽养殖业的发展，其专业化、集约化、规模化程度越来越高。由于猪场粪污具有含水量大、流动性强、粘稠度高、病原危害严重等特点，成为了畜禽养殖粪便中资源化利用程度最差的种类。在目前公开的专利文献中，猪粪的资源化利用，大部分的研究是针对猪粪发酵制取有机肥方面的。如中国专利文献CN102887738A(申请号：201210427018.0)公开了一种利用猪粪及益生菌液、玉米粉、酒糟等混合发酵制取猪粪有机肥的方法；中国专利文献CN103951474A(申请号：201410218669.8)公开了将生物菌、糖蜜和水混合发酵后得发酵菌液，而后拌进猪粪与过磷酸钙、稻壳、木屑等的混合料中，建堆发酵制取有机肥的方法；中国专利文献CN103708967A(申请号：201310746826.8)公开了将猪粪便经过干湿分离后，经微生物动态－连续高温发酵制取有机肥的方法；中国专利文献CN204237690U(申请号：201420684909.9)公开了一种猪粪专用发酵装置；中国专利文献CN 101659582(申请号：200910114370.7)公开了一种采用高浓度硫酸为酸化剂，加入粪便中并经加热搅拌水解，而后拌入填充物制取有机肥的方法。
在现有猪粪制肥技术中，均存在不足，要么设备投资昂贵、要么发酵堆腐过程复杂、抑或产品附加成本过高致使生产出的有机肥价格超出农户的承受能力，以此利用猪粪为主料制取有机肥的厂家少之又少，严重影响了猪粪原料的资源化利用。
随着规模化养猪场粪污资源化利用进程的探索，很多养殖业主开始利用固液分离机直接对猪粪进行固液分离，得到的液体成分进入沼气池或储液池，固体成分可以作为有机肥或有机肥生产的原料；但是，这种固液分离的原料和猪粪在理化性质上有较大的差距，目前这种固液分离料应用方面的技术尚未见报道。随着这种原料的出现和增多，如何将其资源化利用，从而增加其附加值将成为较为迫切的生产技术需求。
在蘑菇栽培中，由于粪便具有恶臭味，因此尽管其营养丰富也很少在培养基料中予以直接添加。粪便经过发酵处理后，在双孢菇栽培中可以加入到45％以上，而在中小型生产的金针菇、鸡腿菇、草菇、金福菇等栽培中，也有的粪便添加的应用报道，但是存在菇畜争料、菇沼争料等矛盾。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明为猪粪的固液分离提供一种功能性改性剂。本发明还提供一种利用该改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法。
本发明的技术方案如下：
一种功能性猪粪改性剂，包括蚯蚓粪、氢氧化钙和磷酸二氢钾，原料组分如下，均为重量份：蚯蚓粪60～80份，氢氧化钙5～30份，磷酸二氢钾10～15份。
本发明优选的，上述改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪70～80份，氢氧化钙10～25份，磷酸二氢钾11～13份。
最为优选的，上述改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪80份，氢氧化钙7.5份，磷酸二氢钾12.5份。
本发明优选的，所述蚯蚓粪为以牛粪为原料，混合秸秆、污泥等有机废弃物经赤子爱胜蚓生物处理而成。
一种利用上述功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，包括如下步骤：
(1)制备改性猪粪：向猪粪中加入改性剂，然后加入除臭剂，搅拌均匀，利用固液分离方式进行处理，分离得到固形物经自然晾晒后，即得改性猪粪；改性剂的添加量为3～6kg/m3；
(2)将改性猪粪猪粪与棉籽壳、豆饼粉、石灰粉、石膏粉、轻质碳酸钙、过磷酸钙和尿素混合均匀后，得蘑菇栽培基料；
(3)将蘑菇栽培基料加水堆制发酵10～15天，发酵完成即得蘑菇栽培料。
根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的猪粪为新鲜猪粪，猪粪中固形物含量(TS)为4％～7％。
根据本发明优选的，步骤(1)中，改性剂的添加量为5kg/m3。
根据本发明优选的，步骤(1)中，除臭剂的加入量为0.3～0.8kg/m3，除臭剂先配制成质量浓度为5～15％的除臭剂溶液，再向猪粪中添加。
根据本发明优选的，所述的除臭剂的原料重量份组成如下：硫酸亚铁4500～5500份，硫酸镁4500～5500份，香草醛0.05～0.15份。
进一步优选的，所述的除臭剂的原料重量份组成如下：硫酸亚铁5000～5200份，硫酸镁5000～5300份，香草醛0.10～0.12份。
根据本发明优选的，步骤(1)中，固液分离采用固液分离机进行，固液分离机的滤网孔径为0.3～0.6mm，优选的，固液分离机的滤网孔径为0.5mm。固液分离机为现有技术。
根据本发明优选的，步骤(1)中，干燥后的改性猪粪含水量为60wt％～65wt％。
根据本发明优选的，步骤(2)中，蘑菇栽培基料的原料重量份组成如下：
改性猪粪80～100份，棉籽壳50～100份，豆饼粉2～10份，石灰粉5～10份，石膏粉4份～10，轻质碳酸钙2～8份，过磷酸钙2～8份，尿素1～4份。
根据本发明优选的，步骤(2)中，蘑菇栽培基料的原料中还包括发酵菌渣，原料重量份组成如下：改性猪粪80～100份，棉籽壳50～100份，豆饼粉2～10份，石灰粉5～10份，石膏粉4份～10，轻质碳酸钙2～8份，过磷酸钙2～8份，尿素1～4份，发酵菌渣60～80份；
所述的发酵菌渣是按以下方法制得：取金针菇栽培的下脚料，经晾晒后翻匀，加入好氧发酵菌剂，施用量为0.05～0.3kg/m3，加水调节含水率至60wt％～65wt％，建成高1.5米的条垛形自然发酵，5～7日后翻堆建垛再发酵10～12日，制得发酵菌渣。
好氧发酵菌剂为现有技术，取自山东省食用菌联盟济南试验站。
根据本发明优选的，所述的棉籽壳含水量小于等于15％，为棉籽经过剥壳机分离后剩下的外壳。本发明优选无淋雨、无霉变的棉籽壳。
所述的石灰粉、石膏粉、轻质碳酸钙、过磷酸钙以及尿素均为普通市售品、常规使用，尿素为普通农用级市售品，含氮量46％wt，所有原料保持纯净。
本发明的改性剂使用时，先混合均匀后，再向猪粪中添加。
根据本发明优选的，步骤(3)中，加水比例可根据用料的干湿程度调节，料水比一般为1:0.5～1.0。
本发明的特点及有益效果：
1、本发明经改性剂改性后的改性猪粪的粗纤维含量高，密度较低，可生化潜力大，应用到蘑菇栽培基料中具有显著的长效性，有利于改善栽培料的通气性、保肥性、保水性；
2、本发明经改性剂改性后的改性猪粪没有臭味、价格较低，与现有的栽培基料相比，价格可降低40％以上；
3、本发明由蚯蚓粪、磷酸二氢钾及氢氧化钙组成的改性剂，该改性剂是在维持体系酸碱平衡的基础上，借助蚯蚓粪较强的吸附特性，有效洗脱掉猪粪的黏性物质且有利于抗生素及重金属等物质的洗脱，同时有利于原料的干化和使用；
4、本发明的利用改性猪粪制备的蘑菇栽培基料，具有显著的增产效益，经济效益显著。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。
蚯蚓粪选用枣庄市山亭区思源家庭农场利用污泥、秸秆及粪便养殖的蚯蚓，蚯蚓品种为赤子爱胜蚓；
香草醛购自上海谱振生物科技有限公司，品牌为“克拉玛尔”；
本实施例中棉籽壳、豆饼粉、石灰粉、石膏粉、轻质碳酸钙、过磷酸钙、尿素、氢氧化钙、磷酸二氢钾等均为普通市售产品；
实施例1
一种功能性猪粪改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪80份，氢氧化钙7.5份，磷酸二氢钾12.5份。
实施例2
一种功能性猪粪改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪70份，氢氧化钙15份，磷酸二氢钾15份。
实施例3
一种功能性猪粪改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪60份，氢氧化钙30份，磷酸二氢钾10份。
实施例4
分别采用实施例1～3中的改性剂进行改性猪粪按如下方法制备蘑菇栽培基料：
(1)收集猪粪，按5kg/m3的加入量向猪粪中加入改性剂，然后按照0.5kg/m3的加入量向猪粪中加入除臭剂，除臭剂加入前先配制成质量浓度为10％的除臭剂溶液，搅拌均匀，进行固液分离(由山东鱼台绿化环保节能设备制造有限公司提供的小型猪粪专用固液分离机)，固体进行干燥至含水量为60wt％左右，即得改性猪粪；除臭剂组分如下：
硫酸亚铁5kg，硫酸镁5kg，香草醛0.1g；
(2)称量改性猪粪100kg，棉籽壳100kg，豆饼粉5kg份，石灰粉5kg，石膏粉5kg，轻质碳酸钙6kg，过磷酸钙2kg，尿素2kg。
(3)将步骤(2)中的原料混合均匀，制得辅料；
(4)取步骤(1)的改性猪粪125kg，然后加入步骤(3)制得的辅料125kg，混合均匀，制得发酵基料；
(5)上述基料堆积发酵时加水，料水重量比为1∶0.5。完成发酵后的培养基料。标记为实验组1～3，同时采用不加改性剂的作为对照组。
试验例：
该实施例在山东省肥城市天蓬府猪业有限责任公司的规模化养猪场实施，该猪场利用水冲粪工艺来清理粪便，粪便流入粪污储存池(池容5m3，粪污量3m3)，粪污固形物含量为4.9％。
将实验组1～3及对照组的栽培料进行栽培鸡腿菇的播种发菌，应用中的基料发酵、播种发菌、出菇等采用栽培鸡腿菇的现有技术进行。
制得栽培基质极其生产应用情况如表1所示：(对照组为未加改性剂)
表1产品质量及成分含量
注：产量为每50kg栽培料的鸡腿菇产量，单位为kg。
从表1看出，未加改性剂处理，所得到的基质还有轻微屎臭味，并且原料粘度较大、干化困难，每50Kg栽培料的鸡腿菇产量为48.3公斤，生物学效率为0.97；实验组中所得基质，粘度有所下降，且基本没有的猪粪的臭味，所生产的蘑菇感官品质及产量均有较大程度的提高，实验组1的效果最为突出，故实施例1的改性剂组配为最优化方案。
实施例5
一种利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，包括如下步骤：
(1)蚓粪80份，氢氧化钙7.5份，磷酸二氢钾12.5份，三者混匀后制得改性剂。
(2)在猪粪收集池内将用冲洗水将猪粪调节成VS含量约5％左右，按5g/m3的加入量向猪粪中加入改性剂，然后按0.3kg/m3的加入量向猪粪中加入除臭剂，除臭剂加入前先配制成质量浓度为10％的除臭剂溶液，搅拌均匀，利用固液分离机进行处理，(由山东鱼台绿化环保节能设备制造有限公司提供的小型猪粪专用固液分离机)，分离得到固形物进行干燥至含水量为60wt％，即得改性猪粪；
除臭剂组分如下：
硫酸亚铁5kg，硫酸镁5kg，香草醛0.1g；
(2)选用金针菇栽培的下脚料，经晾晒后翻匀，而后加好氧发酵菌剂(施用量0.1kg/m3，取自山东省食用菌联盟济南试验站)，加水调节至含水率65％，建成高1.5米的条垛形自然发酵，7日后翻堆建垛再发酵10日，制得发酵菌渣；
(3)称量棉籽壳50kg，豆饼粉10kg份，石灰粉5kg，石膏粉5kg，轻质碳酸钙6kg，过磷酸钙2kg，尿素2kg。将其混合均匀，制得辅料80Kg；(4)称取步骤(2)得到的发酵菌渣80kg，称取步骤(1)得到的改性猪粪100kg，与步骤(3)得到的辅料80kg混合均匀，制得发酵基料；
(5)上述基料堆积发酵时加水，料水重量比为1∶0.7。完成发酵后的培养基料，可进行栽培双孢菇的播种发菌，应用中的基料发酵、播种发菌、出菇等采用双孢菇栽培的现有技术即可。
实验例6对实施例5制备的蘑菇栽培基料进行了双孢菇栽培试验。
该蘑菇栽培基料在莘县的一个蘑菇种植窖内进行了栽培试验，处理1为常规栽培基料作为对照组，处理2为实施例的蘑菇栽培基料。其试验结果见表2。
表2不同基料栽培双孢菇的产量和经济性状
从表2可以看出，利用实施例的蘑菇栽培基料与普通栽培基料相比，双孢菇的产量提高了26.56％，生物学效率提高了25％，且产品性状有了很大的提高。因此实施例的蘑菇栽培基料具有更好的应用空间。
实施例7
按实施例4所述的利用改性猪粪制备蘑菇栽培基料的方法，不同之处在于其辅料由以下成分组成：
棉籽壳65kg，豆饼粉15kg份，石灰粉5kg，石膏粉5kg，轻质碳酸钙5kg，过磷酸钙2kg，尿素3kg，辅料与改性猪粪的添加比例为1:0.7；制备方法同实施例1，用于草菇的栽培，相关技术采用草菇栽培的现有技术。
Claims (9)
1.一种利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，功能性猪粪改性剂，包括蚯蚓粪、氢氧化钙和磷酸二氢钾，原料组分如下，均为重量份：蚯蚓粪60～80份，氢氧化钙5～30份，磷酸二氢钾10～15份；
包括如下步骤：
（1）制备改性猪粪：向猪粪中加入改性剂，然后加入除臭剂，搅拌均匀，利用固液分离方式进行处理，分离得到固形物经自然晾晒后，即得改性猪粪；改性剂的添加量为3～6kg/m³；
（2）将改性猪粪与棉籽壳、豆饼粉、石灰粉、石膏粉、轻质碳酸钙、过磷酸钙和尿素混合均匀后，得蘑菇栽培基料；
（3）将蘑菇栽培基料加水堆制发酵10～15天，发酵完成即得蘑菇栽培料。
2.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，功能性猪粪改性剂，原料组分如下，均为重量份：
蚯蚓粪70～80份，氢氧化钙10～25份，磷酸二氢钾11～13份。
3.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，所述蚯蚓粪为以牛粪为原料，混合秸秆、污泥有机废弃物经赤子爱胜蚓生物处理而成。
4.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的猪粪为新鲜猪粪，猪粪中固形物含量TS为4%～7%，改性剂的添加量为5kg/m³。
5.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（1）中，除臭剂的加入量为0.3～0.8kg/m³，除臭剂先配制成质量浓度为5～15%的除臭剂溶液，再向猪粪中添加；所述的除臭剂的原料重量份组成如下：硫酸亚铁4500～5500份，硫酸镁4500～5500份，香草醛0.05～0.15份。
6.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（1）中，固液分离采用固液分离机进行，固液分离机的滤网孔径为0.3～0.6mm；干燥后的改性猪粪含水量为60wt%～65wt%。
7.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（2）中，蘑菇栽培基料的原料重量份组成如下：
改性猪粪 80～100份，棉籽壳50～100份，豆饼粉2～10份，石灰粉5～10份，石膏粉4份～10，轻质碳酸钙2～8份，过磷酸钙2～8份，尿素1～4份。
8.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（2）中，蘑菇栽培基料的原料中还包括发酵菌渣，原料重量份组成如下：改性猪粪 80～100份，棉籽壳50～100份，豆饼粉2～10份，石灰粉5～10份，石膏粉4份～10，轻质碳酸钙2～8份，过磷酸钙2～8份，尿素1～4份，发酵菌渣60～80份；
所述的发酵菌渣是按以下方法制得：取金针菇栽培的下脚料，经晾晒后翻匀，加入好氧发酵菌剂，施用量为0.05～0.3kg/m³，加水调节含水率至60wt%～65wt%，建成高1.5米的条垛形自然发酵，5～7日后翻堆建垛再发酵10～12日，制得发酵菌渣。
9.根据权利要求1所述的利用功能性猪粪改性剂进行改性猪粪制备蘑菇栽培料的方法，其特征在于，步骤（3）中，加水比例根据用料的干湿程度调节，料水比为1:0.5～1.0。
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